第三章植物组织与器官培养介绍
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3第三章 植物组织培养简介
dedifferentiation〕 2.脱分化〔dedifferentiation〕:已分化好
的细胞在人工诱导条件下，恢复分生能力， 的细胞在人工诱导条件下，恢复分生能力， 回复到分生组织状态的过程。 回复到分生组织状态的过程。
3.再分化 redifferentiation〕 3.再分化〔redifferentiation〕:
Folke Skoog(1908- )
1955年，Miller从DNA降解物中分离出6－呋喃 1955年 Miller从DNA降解物中分离出6 降解物中分离出 氨基嘌呤（激动素）， ），发现它诱导芽分化的效率比 氨基嘌呤（激动素），发现它诱导芽分化的效率比 腺嘌呤高3万倍。控制器官分化的激素模式变为激动 腺嘌呤高3万倍。控制器官分化的激素模式变为激动 生长素的比例关系 促进组培的发展。 的比例关系。 素／生长素的比例关系。促进组培的发展。
Gottlieb Haberlandt(1854-1946). He was the first to formulate clearly the principles of plant cell culture.
细胞全能性学说： 细胞全能性学说： 植物体中任何生活细胞都具有该 物种的全部遗传信息， 物种的全部遗传信息，具有相同的形态结构和一定的生理 功能。只要条件合适， 功能。只要条件合适，由一个单细胞就可以发育成为一个 新的个体。 新的个体。 该文还报道了几种植物的细胞和组织的培养实验，由 该文还报道了几种植物的细胞和组织的培养实验， 于当时的条件所限，都没有成功. 于当时的条件所限，都没有成功
第三章 植物组织培养 (tissue culture) 概述
第一节
植物组织培养的意义
植物组织培养概念(重点 重点) 一、植物组织培养概念 重点 植物组织培养理论基础(难点 难点) 二、植物组织培养理论基础 难点 植物组织培养类型(难点 难点) 三、植物组织培养类型 难点 植物组织培养特点(重点 重点) 四、植物组织培养特点 重点
的细胞在人工诱导条件下，恢复分生能力， 的细胞在人工诱导条件下，恢复分生能力， 回复到分生组织状态的过程。 回复到分生组织状态的过程。
3.再分化 redifferentiation〕 3.再分化〔redifferentiation〕:
Folke Skoog(1908- )
1955年，Miller从DNA降解物中分离出6－呋喃 1955年 Miller从DNA降解物中分离出6 降解物中分离出 氨基嘌呤（激动素）， ），发现它诱导芽分化的效率比 氨基嘌呤（激动素），发现它诱导芽分化的效率比 腺嘌呤高3万倍。控制器官分化的激素模式变为激动 腺嘌呤高3万倍。控制器官分化的激素模式变为激动 生长素的比例关系 促进组培的发展。 的比例关系。 素／生长素的比例关系。促进组培的发展。
Gottlieb Haberlandt(1854-1946). He was the first to formulate clearly the principles of plant cell culture.
细胞全能性学说： 细胞全能性学说： 植物体中任何生活细胞都具有该 物种的全部遗传信息， 物种的全部遗传信息，具有相同的形态结构和一定的生理 功能。只要条件合适， 功能。只要条件合适，由一个单细胞就可以发育成为一个 新的个体。 新的个体。 该文还报道了几种植物的细胞和组织的培养实验，由 该文还报道了几种植物的细胞和组织的培养实验， 于当时的条件所限，都没有成功. 于当时的条件所限，都没有成功
第三章 植物组织培养 (tissue culture) 概述
第一节
植物组织培养的意义
植物组织培养概念(重点 重点) 一、植物组织培养概念 重点 植物组织培养理论基础(难点 难点) 二、植物组织培养理论基础 难点 植物组织培养类型(难点 难点) 三、植物组织培养类型 难点 植物组织培养特点(重点 重点) 四、植物组织培养特点 重点
植物组织培养技术第三章第四章植物器官的培养
及 取 材 消 毒 材 料 化 处 理 栽 种 养 移 接 培 驯
营养器官的培养——茎尖的培养 营养器官的培养——茎尖的培养
1、 取材 、
取1-2㎝顶梢 ①直接取材：在生长旺盛、枝 直接取材：在生长旺盛、 条健壮、 条健壮、无病的母株上选生 长不久、杂菌污染少的顶梢 长不久、 （1－2cm）（取前可喷杀菌 cm）（取前可喷杀菌 ）（ 药，可顶芽或侧芽）。 可顶芽或侧芽）。 ②从试管苗获取。 从试管苗获取。
第一节 一、离体根的培养 意义： （一） 意义： ①生理代谢研究的优良实验体系 ②研究器官分化形态建成的良好体系 ③建立快速生长的根无性系 ④进行诱变育种 营养器官的培养
营养器官的培养——根的培养 营养器官的培养——根的培养
（二） 培养方法 1. 培养基选择 White培养基；2/3或1/2 MS 和 B5培养基 培养基； 或 培养基 培养基 注：离体根生长要求 提供全部必需元素，蔗糖、硝态氮效果好， 提供全部必需元素，蔗糖、硝态氮效果好，加入 B1、B6最重要 生长素对离体根影响不一致。 最重要， B1、B6最重要，生长素对离体根影响不一致。培养 温度25 27℃，暗光培养。 25－ 温度25－27℃，暗光培养。
离 体 根
脱分化培养基
愈 伤 组 织
再分化培养基
分 化 芽
再 生 植 株
植物器官的培养
二、茎尖的培养
•1.茎尖培养概念及类型 1.茎尖培养概念及类型 1. •2.茎尖培养方法及步骤 2.茎尖培养方法及步骤 2.
营养器官的培养——茎尖的培养 营养器官的培养——茎尖的培养
（一）茎尖培养概念及类型
茎尖培养： 茎尖培养：切取茎的先端部分或茎尖分生组织部分，进行 无菌培养。 茎尖培养根据培养目的和取材大小可分为： 茎尖培养根据培养目的和取材大小可分为： 微茎尖培养: 微茎尖培养 带有1-2个叶原基的生长锥, 其长度不超过0.5mm 普通茎尖培养： 普通茎尖培养：较大的茎尖(如几mm到几十mm)、芽尖及侧芽 这里主要讲普通茎尖培养。这种培养技术简单，操作方便， 茎尖容易成活，成苗所需时间短
营养器官的培养——茎尖的培养 营养器官的培养——茎尖的培养
1、 取材 、
取1-2㎝顶梢 ①直接取材：在生长旺盛、枝 直接取材：在生长旺盛、 条健壮、 条健壮、无病的母株上选生 长不久、杂菌污染少的顶梢 长不久、 （1－2cm）（取前可喷杀菌 cm）（取前可喷杀菌 ）（ 药，可顶芽或侧芽）。 可顶芽或侧芽）。 ②从试管苗获取。 从试管苗获取。
第一节 一、离体根的培养 意义： （一） 意义： ①生理代谢研究的优良实验体系 ②研究器官分化形态建成的良好体系 ③建立快速生长的根无性系 ④进行诱变育种 营养器官的培养
营养器官的培养——根的培养 营养器官的培养——根的培养
（二） 培养方法 1. 培养基选择 White培养基；2/3或1/2 MS 和 B5培养基 培养基； 或 培养基 培养基 注：离体根生长要求 提供全部必需元素，蔗糖、硝态氮效果好， 提供全部必需元素，蔗糖、硝态氮效果好，加入 B1、B6最重要 生长素对离体根影响不一致。 最重要， B1、B6最重要，生长素对离体根影响不一致。培养 温度25 27℃，暗光培养。 25－ 温度25－27℃，暗光培养。
离 体 根
脱分化培养基
愈 伤 组 织
再分化培养基
分 化 芽
再 生 植 株
植物器官的培养
二、茎尖的培养
•1.茎尖培养概念及类型 1.茎尖培养概念及类型 1. •2.茎尖培养方法及步骤 2.茎尖培养方法及步骤 2.
营养器官的培养——茎尖的培养 营养器官的培养——茎尖的培养
（一）茎尖培养概念及类型
茎尖培养： 茎尖培养：切取茎的先端部分或茎尖分生组织部分，进行 无菌培养。 茎尖培养根据培养目的和取材大小可分为： 茎尖培养根据培养目的和取材大小可分为： 微茎尖培养: 微茎尖培养 带有1-2个叶原基的生长锥, 其长度不超过0.5mm 普通茎尖培养： 普通茎尖培养：较大的茎尖(如几mm到几十mm)、芽尖及侧芽 这里主要讲普通茎尖培养。这种培养技术简单，操作方便， 茎尖容易成活，成苗所需时间短
植物组织培养植物器官以及组织培养
植物组织培养植物器官以及组织培 养
（5）生根培养 刚形成的芽苗往往比较弱小，多数无根，此时可降
低或不加细胞分裂素浓度，提高生长素浓度，促进芽苗 生根，提高其健壮度。 （6）炼苗移栽
选择生长健壮，有3～5条根的生根苗进行炼苗，移 栽到疏松透气的基质中，注意保温、保湿、遮荫。当苗 完全成活后，再移向大田。
（四）果实和种子的灭菌
表皮有茸毛或蜡质，需在灭菌剂中加入几滴土温-80。 果实70%酒精浸泡数秒—0.1-0.2%氯化汞浸泡3-10min， （或1%次氯酸钠浸泡10-20min）—灭菌水冲洗3-5次—无 菌滤纸吸干—分割—接种。
植物组织培养植物器官以及组织培 养
初代培养物的建立
（一）无菌环境
培养基、接种器械、超净工作台、接种室环境、抗 生素物质（去除侵入组织内部的病菌。见表）
器官发生 体细胞胚胎发生
植物组织培养植物器官以及组织培 养
形态发生和植株再生
器官发生：芽或芽原基起源于培养组织中比较表 层的细胞，即外起源。根原基发生在组织较深处，即 内起源。两者之间一般没有什么联系，呈现单向极性。
胚状体发生：极大多数体细胞胚起源于单细胞， 形成的胚状体具有双极性，在其发育的早期阶段，在 方向相反的两端分化出茎端和根端，其维管组织与母 体植物或外植体的维管组织通常没有联系。胚状体维 管组织呈独立的Y形。
植物组织培养植物器官以及组织培 养
拟定培养方案
外植体预处理
外植体无菌接 种
启动培养
分化出芽、胚 状体或原球茎
继代增殖培养
生根培养
炼苗移栽
成活供生产使 用
培养基配制灭菌
植物组织培养的一般程序
植物组织培养植物器官以及组织培 养
第一节 植物器官和组织培养的基本程序
（5）生根培养 刚形成的芽苗往往比较弱小，多数无根，此时可降
低或不加细胞分裂素浓度，提高生长素浓度，促进芽苗 生根，提高其健壮度。 （6）炼苗移栽
选择生长健壮，有3～5条根的生根苗进行炼苗，移 栽到疏松透气的基质中，注意保温、保湿、遮荫。当苗 完全成活后，再移向大田。
（四）果实和种子的灭菌
表皮有茸毛或蜡质，需在灭菌剂中加入几滴土温-80。 果实70%酒精浸泡数秒—0.1-0.2%氯化汞浸泡3-10min， （或1%次氯酸钠浸泡10-20min）—灭菌水冲洗3-5次—无 菌滤纸吸干—分割—接种。
植物组织培养植物器官以及组织培 养
初代培养物的建立
（一）无菌环境
培养基、接种器械、超净工作台、接种室环境、抗 生素物质（去除侵入组织内部的病菌。见表）
器官发生 体细胞胚胎发生
植物组织培养植物器官以及组织培 养
形态发生和植株再生
器官发生：芽或芽原基起源于培养组织中比较表 层的细胞，即外起源。根原基发生在组织较深处，即 内起源。两者之间一般没有什么联系，呈现单向极性。
胚状体发生：极大多数体细胞胚起源于单细胞， 形成的胚状体具有双极性，在其发育的早期阶段，在 方向相反的两端分化出茎端和根端，其维管组织与母 体植物或外植体的维管组织通常没有联系。胚状体维 管组织呈独立的Y形。
植物组织培养植物器官以及组织培 养
拟定培养方案
外植体预处理
外植体无菌接 种
启动培养
分化出芽、胚 状体或原球茎
继代增殖培养
生根培养
炼苗移栽
成活供生产使 用
培养基配制灭菌
植物组织培养的一般程序
植物组织培养植物器官以及组织培 养
第一节 植物器官和组织培养的基本程序
植物的器官和组织培养
二、植物根段培养
植物根段培养是指以植物的根切段为外 植体进行离体培养，再生完整植株的过程 。是研究根系生理代谢、器官分化及形态 建成的良好实验体系。培养方法与叶片培 养相似。
培养过程包括愈伤组织诱导、不定芽分 化、无菌苗的增殖与生根等。
大蒜根尖培养及植株再生
三、植物茎段培养
植物茎段培养是指对植物的带有定芽或 不定芽的外植体进行离体培养，再生完 整植株的过程。
利用灭菌剂对 外植体灭菌
无菌水冲洗 3-5次
1、茎尖、茎段、叶片的灭菌 2、根、块茎、鳞茎的灭菌 3、花蕾的灭菌 4、果实、种子的灭菌
二、初代培养物的建立
（一）无菌环境 （二）规范操作 （三）条件合适
三、形态发生和植株再生
外植体 愈伤组织
体胚途径
植株
具根茎的两极器官
器官化途径
先茎后根
单极器官
先根后茎
对培养的要求：成熟种子萌发培养所用培养基成 分简单，不需生长调节剂；未成熟种子萌发培养 则需要添加一定的营养成分和生长调节剂。若需 要其形成愈伤组织，需要相应的生长调节剂及营 养物质。
第四节 植物组织培养和脱毒苗的生产
一、植物分生组织(meristem culture)培养：
定义：是指对植物的分生组织进行离体培养 的技术，包括植物根尖、茎尖等顶端分生组 织和形成层组织的培养。其中茎尖培养广泛 应用于植物再生和脱病毒研究。
植物茎尖培养过程
➢茎尖离体培养可能出现的培养反应：
生长太慢 生长过旺，愈伤增多 生长正常
三、利用茎尖培养生产脱毒苗
脱毒苗生产的意义 茎尖脱毒机理 基本技术规程 影响脱毒效果的因素
1、脱毒苗生产的意义：
目前受病毒危害严重影响生产的有：
3.植物细胞培养（植物组织培养）
3.植物细胞培养（植物组织培养）第三章植物细胞培养植物细胞培养：指对从植物器官或由愈伤组织上分离的单细胞（或⼩细胞团）进⾏培养，形成单细胞⽆性系或再⽣植株的技术。
Haberlandt（1902）⾸次尝试分离和培养植物叶⽚单细胞。
细胞培养的意义有利于进⾏细胞⽣理代谢以及各种不同物质对细胞代谢影响的研究。
进⾏细胞培养，通过单细胞的克隆化，即称为“细胞株”（cell line），可以把微⽣物遗传技术⽤于⾼等植物以进⾏农作物的改良。
细胞培养的增殖速度快，适合⼤规模悬浮培养，⽣产⼀些特有的产物，如许多种植物的次⽣代谢产物，包括各种药材的有效成分等，⽤于医药业、酶⼯业及天然⾊素⼯业，这是植物产品⼯业化⽣产的新途径。
由于植物组织培养中细胞之间在遗传和⽣理⽣化上会出现种种变异，这些细胞形成的植株也都表现出⼀定的差异。
这种差异反映在它们的植株的形态、产量、品质、抗病⾍和抗逆性等⽅⾯。
所以由单细胞培养获得的单细胞⽆性繁殖系，并对不同的细胞进⾏研究，在理论上和实践上都有很重要的意义。
细胞培养就是从⾼等植物的某个特定的器官或组织中取得单个细胞进⾏培养，并诱导其分裂增殖，由细胞分裂形成细胞团，再通过细胞分化形成芽根等器官或胚状体，长成完整植株。
第⼀节植物细胞培养⼀. 单细胞培养(⼀)单细胞分离1.机械法2.酶解法3.从愈伤组织中分离(⼆)单细胞的培养⽅法1、平板培养（细胞的⽣长周期）2、看护培养3、微室培养 4. 条件化培养⼆. 细胞悬浮培养（⼀）悬浮培养的⽅法1、分批培养（细胞的⽣长周期）2、半连续培养3、连续培养——封闭型、开放型（化学、浊度恒定式）4、固定化培养（⼆）培养细胞的同步化1. 化学⽅法(饥饿法、抑制法、有丝分裂抑制法）2. 物理⽅法（分选、低温）（三）培养基振荡⼀、单细胞培养（⼀）单细胞的分离1.机械法: Ball(1965)⾸次由花⽣成熟叶⽚利⽤机械的⽅法使叶⾁细胞得到分离的技术。
⑴⼑⽚刮: 取下叶⽚→叶⽚消毒(75%酒精或7%次氯酸钠)→撕去下表⽪(露出叶⾁细胞) →⽤解剖⼑刮下细胞→单细胞悬浮培养⑵研磨离⼼法: 取下叶⽚→叶⽚消毒(75%酒精或7%次氯酸钠) →研磨匀浆(10g叶⽚+40ml研磨介质)→匀浆过滤(细纱布) →离⼼(先低速去碎屑) →游离细胞沉降到底部(净化细胞) →植株培养或悬浮培养研磨介质: 20µmol蔗糖+ 10µmol MgCl2 + 20µmol Tris-HCl (pH7.8)机械法的特点：⑴细胞不受酶的伤害；⑵不发⽣质壁分离。
细胞工程植物组织与细胞培养
B、植物细胞培养过程
3．3．5 植物细胞培养的应用
3．3．6 原生质体 培养
（技术线 路，以经 济海藻— —红篱为
例）
【习题】
1、名词解释，并简要说明它们间关系： 去分化与再分化
外植体与胚状体 无毒苗与快繁苗 2、简要分析愈伤组织和胚状体在植物细胞全
能性的实现途径中技术关键是什么？
Chapter3、植物组织与细胞培养
3．1 植物细胞工程概述 3．2 植物组织培养 3．3 植物细胞培养
3．1 植物细胞工程概述
3．1．1 植物细胞工程是细胞工程的一个重要分支学科。
3．1．2 植物细胞工程（plant cell engineering）
植物细胞工程（plant cell engineering）：是 在植物细胞全能性的基础上，以植物细胞为 基本单位，在体外条件下进行培养、繁殖或 人为的精细操作，使细胞的某些生物学特性 按照人们的意愿发生改变，从而改良品种或 创制新种，或加速繁殖植物个体，或获得有 用产物的过程。
体细胞胚的培养：（自旋过滤式反应器）气升式剪 切力小。
3．2．9 存在问题：
一、理论问题：细胞全能性与激素作用机制； 二、技术问题：效率偏低、外植体诱导时间
长、培养基配方、继代培养植株变异、 新型反应器工艺设备改进； 三、应用范围：工厂化、成本高、资金多。
3．3 植物细胞培养 3．3．1 定义： 植物细胞培养：是指在离体条件下，将愈 伤组织或其他易分散的组织置于液体培养 基中进行振荡培养，得到悬浮细胞，再通 过继代培养使细胞增殖，从而获得大量细 胞群体的技术。它是在组培基础上发展起 来的。
七、植物组织器官的生物反应器培养
——是指那些用来生产植物次生代谢产物的组织 器官（生长快，生理、生化特征稳定）培养物的大规 模工厂化批量生产过程。
植物组织与细胞培养课件
植物组织与细胞培养
第三十四页，共三十四页。
培养
第十九页，共三十四页。
幼胚培养
(péiyǎng)
影响幼胚培养成功的因素 培养基：无机盐、碳水化合物、激素等
环境(huánjìng)条件(温度：多数为25-30℃，因植物种类有所
差别。光照：一般认为黑暗或弱光条件较为合适。)
提高幼胚的成活率，可采用胚乳看护培养
第二十页，共三十四页。
胚龄与胚性发育(fāyù)的关系
胚乳培养过程 含胚乳的果实或种子→表面消毒(xiāo dú)→无菌 条件下胚乳的剥离→接种培养基培养。 培养室温度25-27℃，黑暗或弱光下进行。
第二十四页，共三十四页。
胚乳培养的器官发生(fāshēng)
愈伤组织形成、器官发生 （1）愈伤组织的诱导 （2）愈伤组织的再分化 （3）胚乳苗的生根培养
经过自身的代谢作用合成其生长必需的物质，在营养 上已可以完全独立。
第十四页，共三十四页。
依据所剥离胚的发育时期(shíqī)不同：
培养类型
幼胚培养 (immature embryo)
成熟胚培养 (mature embryo)
子叶形成(xíngchéng) 之前
子叶(zǐyè)形成之后
第十五页，共三十四页。
受精胚珠的培养
未受精胚珠的培养
植物胚珠(pēi zhū)结构图示
第二十九页，共三十四页。
胚珠 培养 (pēi zhū)
胚珠培养的方法 培养受精胚珠，摘取授粉时间合适的子房(zǐfáng)，如培养 未受精胚珠，则在授粉前摘取子房(zǐfáng)→表面灭菌→剖 开子房壁，取出胚珠或带胚珠的胎座接种培养。
胚培养：指在无菌条件(tiáojiàn)下将胚从胚珠或种子中
第三十四页，共三十四页。
培养
第十九页，共三十四页。
幼胚培养
(péiyǎng)
影响幼胚培养成功的因素 培养基：无机盐、碳水化合物、激素等
环境(huánjìng)条件(温度：多数为25-30℃，因植物种类有所
差别。光照：一般认为黑暗或弱光条件较为合适。)
提高幼胚的成活率，可采用胚乳看护培养
第二十页，共三十四页。
胚龄与胚性发育(fāyù)的关系
胚乳培养过程 含胚乳的果实或种子→表面消毒(xiāo dú)→无菌 条件下胚乳的剥离→接种培养基培养。 培养室温度25-27℃，黑暗或弱光下进行。
第二十四页，共三十四页。
胚乳培养的器官发生(fāshēng)
愈伤组织形成、器官发生 （1）愈伤组织的诱导 （2）愈伤组织的再分化 （3）胚乳苗的生根培养
经过自身的代谢作用合成其生长必需的物质，在营养 上已可以完全独立。
第十四页，共三十四页。
依据所剥离胚的发育时期(shíqī)不同：
培养类型
幼胚培养 (immature embryo)
成熟胚培养 (mature embryo)
子叶形成(xíngchéng) 之前
子叶(zǐyè)形成之后
第十五页，共三十四页。
受精胚珠的培养
未受精胚珠的培养
植物胚珠(pēi zhū)结构图示
第二十九页，共三十四页。
胚珠 培养 (pēi zhū)
胚珠培养的方法 培养受精胚珠，摘取授粉时间合适的子房(zǐfáng)，如培养 未受精胚珠，则在授粉前摘取子房(zǐfáng)→表面灭菌→剖 开子房壁，取出胚珠或带胚珠的胎座接种培养。
胚培养：指在无菌条件(tiáojiàn)下将胚从胚珠或种子中
植物组织培养技术
植物组织培养技术第一章绪论第二章植物组织培养实验室组成、仪器设备及无菌操作技术第三章植物组织培养基本原理第四章器官培养技术第五章植物胚胎培养第六章花粉及花药培养第七章细胞及原生质体培养第八章组培培养技术在中药学上的应用第一章绪论一、植物组织培养的概念1. 概念植物组织培养（Plant tissue culture）广义上是指无菌条件下，在特定的培养基上对离体的植物器官、组织、细胞和原生质体甚至包括完整植株进行培养的技术。
2.主要特征（1）在培养容器中进行；（2）无菌培养环境，排除了微生物如真菌、细菌以及害虫等的侵入；（3）各种环境因子如营养因子、激素因子以及光照、温度等物理因子处于人工控制之下，并可达到最适条件。
（4）通常打破了正常的植物发育过程和格局；（5）随着单细胞和原生质体培养技术的发展，对植物显微结构进行操作成为可能。
二、植物组织培养类型：根据不同分类的依据可以分为不同类型。
1、根据培养材料不同分为：（1）完整植株培养（Plant Culture）：对幼苗和较大植株等的培养。
（2）胚胎培养（Embryo Culture）：包括成熟胚、幼胚、子房、胚珠等的培养。
（3）器官培养（Organ Culture）：包括离体根、茎、叶、果实、种子、花器官的培养。
（4）组织培养（Tissue Culture）：如分生组织、薄壁组织、输导组织培养。
（5）细胞培养（Cell Culture）：指对单细胞或较小的细胞团进行培养。
（6）原生质体培养（Protoplast Culture）：指对去掉细胞壁后所获得的原生质体进行培养。
2、根据再生途径分为：（1）器官发生途径（Organogenesis）：直接器官发生途径：植物器官可以直接由外植体上诱导。
如茎尖培养。
间接器官发生途径：成熟细胞经过脱分化（dedifferentiation）及再分化（redifferentiation）过程而形成新的组织和器官的过程。
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（1）生长素类 （2）细胞分裂素类
（3）赤霉素
细胞工程
（1）生长素类
概念：指能引起完整组织中的细胞扩展的化合物，主 要生理作用是促进细胞的纵向伸长，生长素包括内源
的（存在于植物体内的）和人工合成的。
组培中的作用：主要被用于诱导愈伤组织形成，促进
细胞伸长生长和促进生根。
用量：mg/L，mg/L=ppm
细胞工程
8. 水
作用：是植物原生质体的组成成分，也是一切代谢过 程的介质和溶媒。 注意：用蒸馏水，最好是重蒸馏水；以保持培养基成 分的精确性。 配制培养基母液时要用蒸馏水，大规模生产时可 用自来水。但在少量研究上尽量用蒸馏水，以防成分 的变化引起不良果。
细胞工程
二、配制培养基母液
1. 母液的定义 将所用培养基配方的化学成分按一定的比例配成浓缩液。 2. 母液的种类 （1）大量元素母液
分化。
用量：mg/L级 用法：易溶于水、乙醇，多用95％乙醇溶解储存。
细胞工程
5.另外：
脱落酸（ABA）→因物种不同，能促进或抑制愈伤组织
生长；
乙烯→有催熟作用，大量积累易影响生长、分化，导致
培养物早衰、落叶和玻璃化苗，应尽量排除之；
细胞工程
6. 抗生物质
种类：青霉素、链霉素、利福平、卡那霉素、庆大霉 素等。 浓度：5-20mg/L。
作用：可防止菌类污染，主要抑制内生菌。 多数需过滤灭菌
细胞工程
7. 活性炭
目的：利用其吸附能力，减少一些有毒物质的影响。
如：用于防止酚类物质污染引起组织褐化死亡。也能使培养
基变黑，有利于某些植物生根。
使用浓度：1- 5g/L。 它的颗粒大小决定着吸附能力：粒度越小，吸附能力越大； 温度低吸附力强，温度高吸附力减弱，甚至不吸附。
细胞工程
• 1952年：Morel和Miller通过茎尖培养获得脱毒大丽花植株 • 1953年：Muir使单细胞培养获得成功 • 1956年：Miller等人发现了细胞分裂素-激动素 • 1957年：Skoog和Miller提出植物生长调节剂控制器官形成的 概念。
• 1958年：Steward等将胡萝卜根韧皮部的一些细胞进行培养，
细胞工程
2. 奠基阶段
• 1934年：White进行番茄根培养建立了第一个活跃生长的无性
繁殖系
• 1937年：White建立了第一个由已知化合物组成的综合培养基 • 1943年：White出版了《植物组织培养手册》 • 1948年：Skoog和崔徵（zhēng）发现腺嘌呤或腺苷可以解除 IAA对芽形成的抑制
细胞分化而最终发育成完整的新植株，证实了Haberlandt的细 胞全能性。
细胞工程
3. 迅速发展阶段
• 1960年：Cocking等人用真菌纤维素酶分离植物原生质体获得
成功。
• 1960年：Morel利用茎尖培养获得脱毒兰花,形成了”兰花产业 ” • 1962年：Murashibe和Skoog发表了MS培养基 • 1964年：Guha等在叶曼陀罗上由花粉诱导得到单倍体植株。 • 1971年：Takebe等在烟草上首次由原生质体获得了再生植株。
细胞工程
细 胞 工 程
大理大学农生学院细胞与分子生物学教研室
E-mail:zhangwu413023@
2016.10.25
细胞工程
第三章 植物组织和器官培养
一、 植物组织培养
二、 植物胚胎培养
三、 毛状根培养
细胞工程
第一节 植物组织培养
植物组织培养指对植物组织（分生组织、表皮组织、
织所需的含量不一致，单独使用易导致培养基酸碱性
漂移，两者要保持适当比例。
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（2）微量元素：指小于0.5mmol／L的元素。
铁（Fe）、铜（Cu）、锌（Zn）、锰（Mn）、钼（Mo）、 硼（B）、碘（I）、钴（Co）、氯（Cl）、钠（Na）等 Fe：易形成絮状沉淀，常以Fe·EDTA 的形式提供。 FeSO4·7H2O＋Na2·EDTA 两类元素虽然在培养基中含量差距很大， 但都是不可少的营养成份。含量不足就造成缺素症。
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用量：mg/L级 用法：溶于0.5mol/L 稀HCl或稀NaOH，通常多用NaOH 助溶。 细胞分裂素常用种类： 6-BA(6-苄基腺嘌呤)
Kt (kinetin 激动素)
Zt (zeatin 玉米素)
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பைடு நூலகம்
细胞分裂素作用强弱顺序
Zt (玉米素) Kt ( 激动素)
6-BA(6-苄基腺嘌呤)
（2）微量元素母液
（3）有机物母液
（4）铁盐母液
（5）激素母液
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3. 母液的配制
（1）大量元素 原则上可以混在一起，但硫酸镁与氯化钙要单独配制，因
为高浓度的Ca2+与Mg2+与磷酸盐混合，会产生不溶性沉淀。
配制方法：用天平称取药品， 分别加入600-700ml蒸馏水中，再用 磁力搅拌器搅拌，待第一种药品溶
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植物组培发展简史
• 植物组织培养技术的整个历史可以追溯到19世纪末和20世纪
初。它的发展过程大致可以分为三个阶段： 1. 探索阶段 • 1839年：Schleidon和Schwann提出细胞学说 • 1902年：Haberlandt提出植物细胞全能学说 • 1904年：Hanning进行胚离体培养获得成功 • 1922年：Kotte和Robbins进行根尖和茎尖培养形成了缺绿的叶 和根
弱
（2）细胞分裂素类
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概念：是一类具有促进细胞分裂和其他生理功能的物 质总称。都为腺嘌呤的衍生物。在高等植物中普遍存 在，特别是茎尖、根尖、未成熟的种子和生长着的果 实等进行着细胞分裂的器官。 细胞分裂素作用：
①促进细胞分裂与扩大。
②诱导芽分化，促进侧芽萌发，使茎增粗，抑制茎伸
长。
③抑制根的分化。
用法：溶于95％乙醇或0.1mol/L NaOH
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生长素种类：
吲哚乙酸：IAA 萘乙酸：NAA 吲哚丁酸：IBA 2,4-二氯苯氧乙酸：2,4—D 另外：吲哚丙酸(IPA)、萘氧乙酸(NOA)等
• NAA、IBA→生根培养
• 2,4-D →愈伤组织诱导与增殖
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生长素作用强弱顺序：
2,4—D(2,4—二氯苯氧乙酸) NAA(萘乙酸) IBA(吲哚丁酸) IAA(吲哚乙酸) 强
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Three ways of organogenesis
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②体细胞胚发生途径 离体培养条件下没有经过受精过 程，但经过了胚胎发育过程中所形成胚的类似物，统 称为体细胞胚或胚状体。
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体细胞胚的发生途径 1.从器官外植体直接发生 2.悬浮培养细胞发生（成簇成团的体积小而细胞质致 密的细胞，这类细胞具有成胚能力，因而，把这类 细胞团又称为胚性细胞团） 3.经胚性愈伤组织发生 4.单细胞发生途径 5.原生质体发生途径
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（2）维生素(vitamin)
在细胞里主要是以各种辅酶的形式参与多种代谢活动对离体 组织的生长具有明显的促进作用，主要为B族维生素 。 种类： VBl(盐酸硫胺素)、VB3(泛酸)、VB6(盐酸吡哆醇)、 Vpp(烟酸)、Vc(抗坏血酸）、 VH(生物素)、 VB11(叶酸)、 VB12(钴胺素)等。
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植物组织的培养基及其配制
一 培养基的成分
二
三 四
配制培养基母液
配制培养基并灭菌 常用培养基的种类及其特点
一、培养基成分
大量元素 1. 无机营养： 微量元素 铁盐
氨基酸 有机附加物 维生素 2. 有机营养成分： 肌醇 糖类 生长素 3. 植物生长调节物质： 细胞分裂素 赤霉素等
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植物组织培养再生植株的两大途径：
①器官发生途径；②体细胞胚发生途径
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①器官发生途径：离体培养条件下的组织或细胞团（愈 伤组织）分化形成不定根、不定芽等器官的过程。在自 然界中，许多植物的无性繁殖（如插条，嫁接等）都属 于器官发生途径。
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• 愈伤组织：脱分化后的细胞经过细胞分裂产生无特
强
弱
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（3）赤霉素
GA3（赤霉素）：最初从赤霉菌中提取到，能够引起水稻等 植株徒长。在组织培养中有时使用，如用于匍匐茎的诱导。 作用：通过调节生长素的含量实现促进细胞伸长的。促进幼 芽伸长生长，促进不定胚发育成小植株打破休眠。多用GA3。 赤霉素和生长素协同作用，对形成层的分化有影响：当生长 素/赤霉素比值高时有利于木质部分化，比值低时有利于韧皮部
4. 植物生长调节物质
植物生长调节物质是一些对植物生长发育及生理活动有 特殊作用的生理活性物质。 这类物质极少量存在就对植物生命活动起到调节作用， 有些可以刺激植物生长，而有些抑制植物生长。 在组织培养中，植物生长调节物质对愈伤组织的诱导、
器官分化的植株再生具有重要的作用。
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植物生长调节物质主要包括：
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（4）氨基酸
作用：蛋白质的组成部分，也是一种有机氮化合物，是很 好的有机氮源，可直接被细胞吸收利用。
种类：最常用的是甘氨酸，其他的如精氨酸、谷氨酸，谷
酰胺、天冬氨酸、天冬酰胺、丙氨酸等半胱氨酸及多种氨基 酸的混合物（水解酪蛋白、水解乳蛋白）等。 使用浓度：为10-200mg／L。
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使用浓度：
一般用量为0.1-1.0mg／L。Vc具有很强的还原能力，常用于防
止组织褐变。
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（3）肌醇
又叫环己六醇，在糖类的相互转化中起 重要作用。 使用浓度：一般为lOOmg／L。
作用：适当使用肌醇，能促进愈伤组织
的生长以及胚状体和芽的形成。对组织和
细胞的繁殖、分化有促进作用，对细胞壁
的形成也有作用。
（3）赤霉素
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（1）生长素类
概念：指能引起完整组织中的细胞扩展的化合物，主 要生理作用是促进细胞的纵向伸长，生长素包括内源
的（存在于植物体内的）和人工合成的。
组培中的作用：主要被用于诱导愈伤组织形成，促进
细胞伸长生长和促进生根。
用量：mg/L，mg/L=ppm
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8. 水
作用：是植物原生质体的组成成分，也是一切代谢过 程的介质和溶媒。 注意：用蒸馏水，最好是重蒸馏水；以保持培养基成 分的精确性。 配制培养基母液时要用蒸馏水，大规模生产时可 用自来水。但在少量研究上尽量用蒸馏水，以防成分 的变化引起不良果。
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二、配制培养基母液
1. 母液的定义 将所用培养基配方的化学成分按一定的比例配成浓缩液。 2. 母液的种类 （1）大量元素母液
分化。
用量：mg/L级 用法：易溶于水、乙醇，多用95％乙醇溶解储存。
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5.另外：
脱落酸（ABA）→因物种不同，能促进或抑制愈伤组织
生长；
乙烯→有催熟作用，大量积累易影响生长、分化，导致
培养物早衰、落叶和玻璃化苗，应尽量排除之；
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6. 抗生物质
种类：青霉素、链霉素、利福平、卡那霉素、庆大霉 素等。 浓度：5-20mg/L。
作用：可防止菌类污染，主要抑制内生菌。 多数需过滤灭菌
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7. 活性炭
目的：利用其吸附能力，减少一些有毒物质的影响。
如：用于防止酚类物质污染引起组织褐化死亡。也能使培养
基变黑，有利于某些植物生根。
使用浓度：1- 5g/L。 它的颗粒大小决定着吸附能力：粒度越小，吸附能力越大； 温度低吸附力强，温度高吸附力减弱，甚至不吸附。
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• 1952年：Morel和Miller通过茎尖培养获得脱毒大丽花植株 • 1953年：Muir使单细胞培养获得成功 • 1956年：Miller等人发现了细胞分裂素-激动素 • 1957年：Skoog和Miller提出植物生长调节剂控制器官形成的 概念。
• 1958年：Steward等将胡萝卜根韧皮部的一些细胞进行培养，
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2. 奠基阶段
• 1934年：White进行番茄根培养建立了第一个活跃生长的无性
繁殖系
• 1937年：White建立了第一个由已知化合物组成的综合培养基 • 1943年：White出版了《植物组织培养手册》 • 1948年：Skoog和崔徵（zhēng）发现腺嘌呤或腺苷可以解除 IAA对芽形成的抑制
细胞分化而最终发育成完整的新植株，证实了Haberlandt的细 胞全能性。
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3. 迅速发展阶段
• 1960年：Cocking等人用真菌纤维素酶分离植物原生质体获得
成功。
• 1960年：Morel利用茎尖培养获得脱毒兰花,形成了”兰花产业 ” • 1962年：Murashibe和Skoog发表了MS培养基 • 1964年：Guha等在叶曼陀罗上由花粉诱导得到单倍体植株。 • 1971年：Takebe等在烟草上首次由原生质体获得了再生植株。
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第三章 植物组织和器官培养
一、 植物组织培养
二、 植物胚胎培养
三、 毛状根培养
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第一节 植物组织培养
植物组织培养指对植物组织（分生组织、表皮组织、
织所需的含量不一致，单独使用易导致培养基酸碱性
漂移，两者要保持适当比例。
细胞工程
（2）微量元素：指小于0.5mmol／L的元素。
铁（Fe）、铜（Cu）、锌（Zn）、锰（Mn）、钼（Mo）、 硼（B）、碘（I）、钴（Co）、氯（Cl）、钠（Na）等 Fe：易形成絮状沉淀，常以Fe·EDTA 的形式提供。 FeSO4·7H2O＋Na2·EDTA 两类元素虽然在培养基中含量差距很大， 但都是不可少的营养成份。含量不足就造成缺素症。
细胞工程
用量：mg/L级 用法：溶于0.5mol/L 稀HCl或稀NaOH，通常多用NaOH 助溶。 细胞分裂素常用种类： 6-BA(6-苄基腺嘌呤)
Kt (kinetin 激动素)
Zt (zeatin 玉米素)
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பைடு நூலகம்
细胞分裂素作用强弱顺序
Zt (玉米素) Kt ( 激动素)
6-BA(6-苄基腺嘌呤)
（2）微量元素母液
（3）有机物母液
（4）铁盐母液
（5）激素母液
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3. 母液的配制
（1）大量元素 原则上可以混在一起，但硫酸镁与氯化钙要单独配制，因
为高浓度的Ca2+与Mg2+与磷酸盐混合，会产生不溶性沉淀。
配制方法：用天平称取药品， 分别加入600-700ml蒸馏水中，再用 磁力搅拌器搅拌，待第一种药品溶
细胞工程
植物组培发展简史
• 植物组织培养技术的整个历史可以追溯到19世纪末和20世纪
初。它的发展过程大致可以分为三个阶段： 1. 探索阶段 • 1839年：Schleidon和Schwann提出细胞学说 • 1902年：Haberlandt提出植物细胞全能学说 • 1904年：Hanning进行胚离体培养获得成功 • 1922年：Kotte和Robbins进行根尖和茎尖培养形成了缺绿的叶 和根
弱
（2）细胞分裂素类
细胞工程
概念：是一类具有促进细胞分裂和其他生理功能的物 质总称。都为腺嘌呤的衍生物。在高等植物中普遍存 在，特别是茎尖、根尖、未成熟的种子和生长着的果 实等进行着细胞分裂的器官。 细胞分裂素作用：
①促进细胞分裂与扩大。
②诱导芽分化，促进侧芽萌发，使茎增粗，抑制茎伸
长。
③抑制根的分化。
用法：溶于95％乙醇或0.1mol/L NaOH
细胞工程
生长素种类：
吲哚乙酸：IAA 萘乙酸：NAA 吲哚丁酸：IBA 2,4-二氯苯氧乙酸：2,4—D 另外：吲哚丙酸(IPA)、萘氧乙酸(NOA)等
• NAA、IBA→生根培养
• 2,4-D →愈伤组织诱导与增殖
细胞工程
生长素作用强弱顺序：
2,4—D(2,4—二氯苯氧乙酸) NAA(萘乙酸) IBA(吲哚丁酸) IAA(吲哚乙酸) 强
细胞工程
Three ways of organogenesis
细胞工程
②体细胞胚发生途径 离体培养条件下没有经过受精过 程，但经过了胚胎发育过程中所形成胚的类似物，统 称为体细胞胚或胚状体。
细胞工程
体细胞胚的发生途径 1.从器官外植体直接发生 2.悬浮培养细胞发生（成簇成团的体积小而细胞质致 密的细胞，这类细胞具有成胚能力，因而，把这类 细胞团又称为胚性细胞团） 3.经胚性愈伤组织发生 4.单细胞发生途径 5.原生质体发生途径
细胞工程
（2）维生素(vitamin)
在细胞里主要是以各种辅酶的形式参与多种代谢活动对离体 组织的生长具有明显的促进作用，主要为B族维生素 。 种类： VBl(盐酸硫胺素)、VB3(泛酸)、VB6(盐酸吡哆醇)、 Vpp(烟酸)、Vc(抗坏血酸）、 VH(生物素)、 VB11(叶酸)、 VB12(钴胺素)等。
细胞工程
植物组织的培养基及其配制
一 培养基的成分
二
三 四
配制培养基母液
配制培养基并灭菌 常用培养基的种类及其特点
一、培养基成分
大量元素 1. 无机营养： 微量元素 铁盐
氨基酸 有机附加物 维生素 2. 有机营养成分： 肌醇 糖类 生长素 3. 植物生长调节物质： 细胞分裂素 赤霉素等
细胞工程
细胞工程
植物组织培养再生植株的两大途径：
①器官发生途径；②体细胞胚发生途径
细胞工程
①器官发生途径：离体培养条件下的组织或细胞团（愈 伤组织）分化形成不定根、不定芽等器官的过程。在自 然界中，许多植物的无性繁殖（如插条，嫁接等）都属 于器官发生途径。
细胞工程
• 愈伤组织：脱分化后的细胞经过细胞分裂产生无特
强
弱
细胞工程
（3）赤霉素
GA3（赤霉素）：最初从赤霉菌中提取到，能够引起水稻等 植株徒长。在组织培养中有时使用，如用于匍匐茎的诱导。 作用：通过调节生长素的含量实现促进细胞伸长的。促进幼 芽伸长生长，促进不定胚发育成小植株打破休眠。多用GA3。 赤霉素和生长素协同作用，对形成层的分化有影响：当生长 素/赤霉素比值高时有利于木质部分化，比值低时有利于韧皮部
4. 植物生长调节物质
植物生长调节物质是一些对植物生长发育及生理活动有 特殊作用的生理活性物质。 这类物质极少量存在就对植物生命活动起到调节作用， 有些可以刺激植物生长，而有些抑制植物生长。 在组织培养中，植物生长调节物质对愈伤组织的诱导、
器官分化的植株再生具有重要的作用。
细胞工程
植物生长调节物质主要包括：
细胞工程
（4）氨基酸
作用：蛋白质的组成部分，也是一种有机氮化合物，是很 好的有机氮源，可直接被细胞吸收利用。
种类：最常用的是甘氨酸，其他的如精氨酸、谷氨酸，谷
酰胺、天冬氨酸、天冬酰胺、丙氨酸等半胱氨酸及多种氨基 酸的混合物（水解酪蛋白、水解乳蛋白）等。 使用浓度：为10-200mg／L。
细胞工程
使用浓度：
一般用量为0.1-1.0mg／L。Vc具有很强的还原能力，常用于防
止组织褐变。
细胞工程
（3）肌醇
又叫环己六醇，在糖类的相互转化中起 重要作用。 使用浓度：一般为lOOmg／L。
作用：适当使用肌醇，能促进愈伤组织
的生长以及胚状体和芽的形成。对组织和
细胞的繁殖、分化有促进作用，对细胞壁
的形成也有作用。